粉磨設備
自磨(半自磨)機
近年來(lái)國際上礦山選廠(chǎng)磨礦設備仍以筒式磨礦機為主,發(fā)展趨勢是大型化和綜合采用當代先進(jìn)技術(shù)。由于采用大型筒式磨礦機可明顯降低大型選礦廠(chǎng)建設和生產(chǎn)成本,因此其大型化一直在不斷發(fā)展。

國內自磨(半自磨)機制造與應用已徹底擺脫20 世紀80 年代中期以來(lái)的近20 年的基本停滯狀態(tài),獲得了較快發(fā)展,已接近或達到世界先進(jìn)水平。近年來(lái),中信重工機械股份有限公司在大型筒式磨礦機設計和制造方面不斷取得巨大進(jìn)展。目前國內自行研制和應用的最大規格的自磨(半自磨)機是該公司設計制造的Φ10.37×5.19 m、11.172 MW半自磨機,2010 年用于江西銅業(yè)公司德興銅礦。
該磨機采用了雙電機驅動(dòng)和調心純靜壓筒體滑動(dòng)支承。目前世界最大規格的短筒形半自磨機是該公司為中信泰富澳大利亞SINO 鐵礦制造的6 臺Φ12.19×10.97 m、28 MW自磨機。芬蘭美卓公司最新制造的12.8×7.6 m、28 MW半自磨機,單臺設備日生產(chǎn)能力可達10 萬(wàn)t,也屬世界最大規格的自磨(半自磨)機。世界最大規格的長(cháng)筒型半自磨機規格為Φ9.76×10.37 m,采用環(huán)形電機驅動(dòng),功率為16 500 kW,用于秘魯。
我國應用的自磨(半自磨)機基本是短筒形的,一個(gè)例外是青海灘澗山金礦從南非購進(jìn)了1 臺二手大型長(cháng)筒形半自磨機,規格為Ф4.90×10.29 m,安裝功率為3 500 kW,2005 年底投入運轉。這是我國最大規格的長(cháng)筒形自磨(半自磨)機。
球磨機
到目前為止,無(wú)論國際還是國內礦山,在金屬礦石粉碎作業(yè)中球磨機的作用和地位仍是不可替代的。20 世紀80 年代國際上曾有預測,認為由于球磨機球荷工作時(shí)存在低效率的蠕動(dòng)區,因此其合理的最大直徑是5 m。但實(shí)際上球磨機大型化的發(fā)展步伐一直都未停止。
進(jìn)入21 世紀以來(lái),濕式球磨機規格和安裝功率的世界紀錄以更快的速度不斷被刷新:2001 年6 月,FFE Minerals 公司(現為艾法史密斯公司,下同)制造的3 臺Ф7.32 ×11.58 m、13.43 MW溢流型球磨機,用于智利Escondida銅礦;2002 年12 月,FFE Minerals 公司制造的3 臺Ф7.62×11.0 m、11.2 MW 溢流型球磨機,用于秘魯Antamina 銅鋅礦;2003 年,芬蘭美卓公司制造的2 臺Ф7.92 ×11.58 m、14.3MW 溢流型球磨機,用于智利Collahuasi 銅礦;2007 年底,FFE Minerals 公司制造的2臺Ф7.92 ×12.2 m、17.5 MW 溢流型球磨機,用于南非Anglo Platinum 鉑礦;目前,中信重工機械股份有限公司制造的6 臺Φ7.9 ×13.6 m、15.6 MW溢流型球磨機,用于中信泰富澳大利亞SINO 鐵礦。
中信重工機械股份有限公司設計制造的Φ7.32×10.68 m、11.172 MW溢流型球磨機是目前國內自行研制和應用的最大規格的球磨機,2010 年用于江西銅業(yè)公司德興銅礦。該磨機首次采用了雙電機驅動(dòng)和調心純靜壓筒體滑動(dòng)支承。世界最大規格的干式球磨機是蒂森克虜伯伯利休斯公司的Φ6.2 ×25.5 m、11.2 MW球磨機,采用環(huán)形電機驅動(dòng),1994 年用于美國的一家金礦,用于處理難選金礦石。
在水泥工業(yè),天津水泥工業(yè)設計研究院2004年設計制造了國內最大規格的Ф5×10 m+2.5 m烘干中卸生料管磨機,用于北京金隅集團有限責任公司處置城市廢棄物的示范工程中。該磨機采用筒體液壓滑瓦支承,筒體為整體焊接結構,安裝功率為4 000 kW,質(zhì)量382 t,中硬物料設計生產(chǎn)能力為250 t/h。中信重工機械股份有限公司研制了世界首臺純靜壓滑履軸承支承的大型水泥球磨機,規格為Ф4.2×13m。靜壓軸承摩擦系數是動(dòng)壓軸承的1/100 ~1/1 000,從而磨機電耗可降低10%~15%。
輥磨機
輥磨機多用于水泥工業(yè),由于水泥工業(yè)的迅速發(fā)展,輥磨機大型化也獲得了相應的發(fā)展。目前世界上最大規格的輥磨機是德國Loesche 公司的LM63.4 型輥磨機。該機屬于盤(pán)輥磨機,安裝功率為5.4 ~ 6 MW,磨盤(pán)直徑為6.3 m,質(zhì)量約230 t。有4 個(gè)磨輥,其大端直徑為3 m,每個(gè)質(zhì)量約45 t。輥面和盤(pán)面為高鉻鑄件。該設備用于水泥原料粉磨,給料粒度為0 ~ 150 mm,產(chǎn)品粒度可達− 90 μm 85%,生產(chǎn)能力為840 t/h。

篩分和分級設備
隨著(zhù)生產(chǎn)規模的擴大,破碎和粉磨設備規格的增加,篩分和分級設備也向大型化方向發(fā)展。原瑞典斯維達拉集團制造了據稱(chēng)是世界最大規格的雙層直線(xiàn)振動(dòng)篩。該設備質(zhì)量為33 t,篩面寬3.6 m,長(cháng)7.3 m,處理能力為5 000 t/h。該設備用于印度尼西亞Irian Jaya 的Grasberg露天銅金礦,處理Φ11.58 m 半自磨機排料。德國Haver & Soecker 公司制造了世界最大規格的單層振動(dòng)篩,型號為R-TE 4 000×10 500 mm,總功率為264 kW,總質(zhì)量達115 t。該設備2003 年11 月起用于加拿大Syncrude 制油公司篩分油砂,油砂最大粒度為600×600×900 mm,最大處理能力為10 000 t/h。

我國是煤炭大國,對大型篩分機有迫切要求。1986 年起,原洛陽(yáng)礦山機械廠(chǎng)和原洛陽(yáng)礦山機械研究所采用引進(jìn)日本神戶(hù)制鋼所技術(shù)制造了型號為ZK3675 的直線(xiàn)篩,是國內第一批篩面面積為27 m2 的大型振動(dòng)篩,有多臺用于煤炭行業(yè)。近年來(lái),鞍山市重型礦山機械廠(chǎng)制造的2ZKP3660 大型直線(xiàn)振動(dòng)篩,篩面尺寸為3.6×6.0 m,篩面面積為21.6 m2,2000 年4 月用于田莊選煤廠(chǎng),處理能力達350 ~ 400 t/ h。中國礦大機電設備制造有限公司制造的CWS3660 型超靜定網(wǎng)梁激振的大型振動(dòng)篩,篩面面積為21.6m2,用于脫介脫水,處理能力為100 t/h。天地科技股份公司唐山分公司研制了SXJ4261 大型香膠型直線(xiàn)振動(dòng)篩,2004 年12 月用于內蒙古慶華百靈洗煤有限公司。該振動(dòng)篩采用等厚篩分法,單層篩面,篩面尺寸為4.2×6.1 m,面積25.6m2,安裝功率90 kW,生產(chǎn)能力150 ~ 800 t/h。太行振動(dòng)機械有限公司制造的QLS30120 型強力振動(dòng)篩,篩面振動(dòng),篩架不振動(dòng),篩面尺寸為3×12 m,面積達36 m2。該振動(dòng)篩用于晉城礦務(wù)局?zhù)P凰山煤礦選煤廠(chǎng),處理量達250 t/ h 以上。
國內金屬礦山應用大型篩分機的例子是,攀枝花鋼鐵集團礦業(yè)公司2002 年以來(lái)使用了10 臺鞍山重型礦山機械股份有限公司研制的2DYK3073 雙層圓振動(dòng)篩,用于篩分釩鈦磁鐵礦石,生產(chǎn)能力達800 ~ 1 000 t/h。該振動(dòng)篩篩面尺寸為3×7.3 m,面積為22.3m2。2004 年鞍山重型礦山機械股份有限公司進(jìn)一步研制了更大規格的2DYK3880 型雙層圓振動(dòng)篩,篩面尺寸為3.8×8.0 m,面積為30.4 m2,生產(chǎn)能力可達1 500 t/h。
在金屬礦山分級作業(yè)中,水力旋流器處于重要地位。國外無(wú)論粗磨還是細磨已基本使用水力旋流器進(jìn)行分級。國內細磨階段已全面使用水力旋流器。粗磨階段新建大型選礦廠(chǎng)已大多選用了水力旋流器,只有一些中小型選礦廠(chǎng)從配置方便考慮仍選用螺旋分級機,以及一些建設多年的選礦廠(chǎng)還 沿用著(zhù)螺旋分級機。
從降低建設投資和操作成本角度考慮,選礦分級領(lǐng)域一直要求水力旋流器大型化。20 世紀70 年代前蘇聯(lián)在選礦分級中已使用了15 臺Φ1 400 mm 的大型水力旋流器。1990 年,丹麥艾法史密斯Krebs 公司研制了Φ838 mm 的大型水力旋流器,用于印度尼西亞的Freeport 公司Grasberg 銅金礦粗磨分級作業(yè),采取水平安裝方式。這是近些年來(lái)國際上報道的最大規格的水力旋流器。國內已知最大規格的選礦分級水力旋流器是山東黃金礦業(yè)股份有限公司三山島金礦使用的1 臺FX710型水力旋流器,由威海海王公司制造,溢流粒度為− 200 目57.2%,濃度為38.0%,日生產(chǎn)能力達3 000 t。國內使用最多的大型水力旋流器規格為Φ660 mm。
大型水力旋流器技術(shù)上的先進(jìn)性體現在在高溢流濃度下獲得合格的溢流粒度。丹麥艾法史密斯Krebs 公司的水力旋流器在技術(shù)上仍處于國際領(lǐng)先地位。其新型gMAX 型水力旋流器允許以高濃度給料達到細粒分級,其大規格產(chǎn)品也允許低壓給料。我國江西銅業(yè)公司德興銅礦使用了Φ660 mm gMAX 水力旋流器組。
再磨攪拌磨機
近年來(lái),國外金屬礦再磨領(lǐng)域用大型攪拌磨機成功取代了常規再磨球磨機。大型金屬礦山再磨的迫切需要為其大型化提供了條件。這方面最突出的有兩種設備:Isa 攪拌磨機和螺旋形攪拌器的立式攪拌磨機。
Isa 攪拌磨機是澳大利亞Mount Isa 鉛鋅礦和德國Netzsch − Feinmahltechnik 公司于20世紀90 年代中共同開(kāi)發(fā)的,是盤(pán)式攪拌器的臥式攪拌磨機。這種磨機就其結構形式來(lái)說(shuō)并不新,其中小型產(chǎn)品20 世紀60-70 年代在化工行業(yè)就已得到工業(yè)應用。其創(chuàng )新之處在于大型化、高輸入能量密度和用于金屬礦再磨。
1994年澳大利亞Mount Isa 鉛鋅礦開(kāi)始采用M3000型Isa 攪拌磨機,其容積為3 m3、功率為1.1 MW,介質(zhì)為礦渣和重介質(zhì)車(chē)間尾礦,將物料從20μm80%磨至12μm 80%,產(chǎn)量為65 t/h,單位電耗為7.6 kW · h/t。1995 年該機用于澳大利亞McArthur 河鉛鋅礦,介質(zhì)為半自磨機排料中0.8 ~ 1.8 mm粒級產(chǎn)品,將物料從30 ~ 45 μm80% 磨至7 μm 80%,產(chǎn)量為15 t/h,單位電耗為36 kW · h/t。2000 年以來(lái),Isa 攪拌磨機創(chuàng )造了前所未有的大型化和高輸入能量密度,產(chǎn)生了目前世界上攪拌磨機中最大規格和功率的設備,型號為M10000,容積為10 m3,電機功率為2.6~3.0 MW。其圓盤(pán)圓周速度高達20 ~ 23 m /s,單位容積的輸入功率(能量密度)高達300 kW/m3。
M10000 首先于2001 年用南非安格魯鉑金礦細磨,2005 年10 月又用于吉爾吉斯斯坦Centerra 金公司的Kumtor 金礦細磨,隨后安格魯鉑金礦又購買(mǎi)了5 臺,用于粉磨浮選給料。該機成功地用于金屬礦物濕式再磨,開(kāi)路工作即可達到微米級、分布狹窄的產(chǎn)品粒度,能使用河砂或被磨物料顆粒作為粉磨介質(zhì)進(jìn)行自磨,并為后續浮選和浸出創(chuàng )造低活性的礦漿條件。
2006 年,Kumtor 金礦在其4.1 MW的再磨球磨機4 個(gè)月的維修期間,使用安裝功率為2.6 MW的M10000 型Isa 攪拌磨機代替該球磨機,將粗選精礦從135 μm 80%開(kāi)路粉磨到62 μm 80%,運轉功率為1 885 kW,電耗不到再磨球磨機的一半,還省去了水力旋流器及其給料泵。螺旋形攪拌器的立式攪拌磨機是另一種適用于選礦再磨的大型攪拌磨機,其螺旋外緣圓周速度為3 m/s 左右,介質(zhì)為直徑12~30 mm 的鋼球,產(chǎn)品粒度常在20~45 μm。國外有兩個(gè)公司制造的這種設備。其一是芬蘭美卓公司的VertiMill 攪拌磨機。
澳大利亞Newcrest 公司Cadia Valley 系列銅金礦使用了多臺VertiMill 攪拌磨機,用于再磨和半自磨后續粉磨作業(yè),較常規再磨球磨機節能30%~40%。該礦最新訂購了1 臺VTM-3000-WB型VertiMill 攪拌磨機,擬用于第三段粉磨,是該攪拌磨機中最新、最大規格的設備,安裝功率為2 235 kW。巴西MMX 采礦公司訂購了14 臺VTM-3000-WB 型VertiMill 攪拌磨機, 將在其SerraAzul 鐵礦擴建項目中用于鐵礦石再磨。其二是日本愛(ài)立許公司的塔磨機,鞍鋼與澳大利亞合資的Karara 磁鐵礦項目選用了其最大規格的KW-1500 型塔磨機,安裝功率為1 250kW。山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司精煉廠(chǎng)使用了1 臺KW-1250 型塔磨機,其安裝功率為1 000 kW,是國內最大規格的這類(lèi)磨機。該機用于金礦石細磨,給料粒度為− 200 目50%,產(chǎn)品粒度為− 400 目95%,處理量為53.75 t/h。
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